Na našem dvorišču je rastla smreka, ki je nudila lepo senco in zaščito pred dežjem. Ob deževnem vremenu si lahko bil pod njo suh še precej dolgo, tako je bila gosta in visoka. Žena jo je pred 47 leti prinesla kot majhno smrekico iz Gorskega kotarja, jo posadila v kotu dvorišča, kjer je imela lepe pogoje za rast. Zrasla je v višino čez 30m do debeline debla čez 60cm. Potem se je zgodilo: Pol ure čez poldne poletnega dneva je iz nevihte, skoraj brez predhodnega grmenja, udarila strela v to smreko. K sreči ni bilo nikogar na dvorišču, saj so treske letele čez ulico k sosedu na dvorišče in tudi korenine je požgalo proti kanalizaciji na cesti tako, da so nastale luknje v travi. Na slikah se ne vidi nagnjenost, ker se je nagnila stran od smeri slikanja.    Takrat sem se odločil narediti preprost javljalnik za strele. Vem, da v danem trenutku ne bi nič pomagal, a opozoril bi me in bi lahko vse občutljive naprave  v hiši izklopil iz mrežne napetosti.

Prvo nekaj fizike:
Strelo (do 1 MV), ki udari v zemljo iz oblakov, si lahko predstavljamo kot žico, skozi katero teče močan tok (do več kA). Na takšni "žici" nastane močno magnetno polje, ki se širi v obroču v vseh smereh, kot oddajnik za DV ali SV. Kateri koli žepni radio za srednje valove je primeren za sprejem do razdalje 50 - 100 km. Z normalno hitrostjo vetra in običajnimi poletnimi nevihtami se doseže vnaprej opozorilni čas 10 - 30 minut. Glavna smer sprejema naj bo približno zahodna ali smer, iz katere piha veter. Tole je samo kratek laični opis prebranega na spletu.

Sprejemnik za AM:
Čeprav strela traja desetinko sekunde in tako ima frekvenco približno 10 Hz, so harmonske frekvence še vedno dovolj močne, tako da jih lahko sprejmemo zelo dobro pri približno 500 kHz. Kot sprejemnik odgovarja katerikoli sprejemnik, ki ima feritno anteno uglašeno na 500 kHz in pri delovanju na baterije ne porabi preveč energije (zaradi nenehnega delovanja). Če kupimo poceni kitajski AM radio v kitu, ga lahko z uglasitvijo oscilatorja (z rdečim jedrom) nastavimo na malo nižjo frekvenco. Do izdelave tega novega detektorja sem uporabljal tak sprejemnik. Nekoč so bili popularni tako imenovani Boy's radio, ki so bili idealni za to. Bili so to refleksni sprejemniki s samo dvema tranzistorjema in malo porabo pri 9V.

Opozorilnik za strele (in SV sprejemnik)

   Spomnil sem se na sprejemnik s TA7642, ki sem ga pred leti naredil kot kit na plastični ploščici z risalnimi žebljički in s shemo na njej.

    K temu sprejemniku spada še nizko frekvenčni ojačevalnik  v Push-Pull vezavi, narejen v isti tehniki. Sprejemnik ima zelo malo porabo in napajanje s samo 1,5V, tako da je zelo uporaben za namen opozorilnika strel.

    Uporabil sem princip sheme s TA7642, s tem da sem sedaj namesto spremenljivega kondenzatorja vgradil varikap diodo. Napajanje za TA7642 sem vzel iz Arduina (3,3V) tako, da sem napetost omejil na 1,4V z dvema diodama. S takimi sprejemniki so se pred leti, ko sem naredil moj sprejemnik, zelo dosti bavili na The RadioBoard forumu, kjer sem črpal ideje za izboljšave. Na drugi spletni strani sem našel dosti sprejemnikov z ZN414, starejšim bratom od TA7642. Z ZN414 sem se srečal že v moji mladosti, v času sprejemnikov za SV. Bil je takrat pregrešno drag. Spomnim se, da sem ga dobil od sodelavca, ki je bil na sejmu v Hanovru in ga je tam dobil kot vzorec. Naredil sem si takrat sprejemnik, z nihajnimnim krogom samo na frekvenci radia Maribor, vgrajen v škatlico od vžigalic. Pustimo zgodovino in gremo na današnje čase.

Klikni tukaj za povečano sliko v PDF formatu

   Antensko tuljavo nisem naredil s feritno palico, ampak kot loop anteno, podobno kot pri lisičarju. Uporabil sem varikap diodo BB510, namesto nje je lahko BB112 ali 1SV149. Na shemi se vidi, da je v napajanju TA7642 namesto fiksnega upora trimer, s katerim nastavimo najboljšo občutljivost (ta ideja je plod čitanja prispevkov na The RadioBoard forumu). Ojačanje TA7642 je zelo odvisno od napajalne napetosti, zato nastavimo trimer na vrednost pri kateri deluje avtomatska regulacija ojačanja (AGC) najlepše. Nepravilna nastavitev AGC povzroči, da močna postaja zasede širšo pasovno širino in se visoko frekvenčni deli zasičijo in se s tem zmanjša izhodni nizkofrekvenčni signal. To vse skupaj ne vpliva na delovanje detektorja strel, vendar sem predvidel tudi uporabo detektorja kot srednjevalovni sprejemnik.
   Uporabil sem dva potenciometra s stikali in enega brez stikala. Potenciometer P1 služi za regulacijo napetosti varikap diode in s tem frakvence sprejemnika. Njegovo stikalo (S1) služi za vklop napajanja. Potenciometer P2 je za nastavljanje jakosti. Stikalo (S2) na tem potenciometru izključi NF ojačevalnik (LM386) pri uporabi samo kot detektor strel. Pri tem prihranimo na energiji in baterije trajajo dlje. Tretji potenciometer P3 je na shemi narisan kot trimer, a pokazalo se je, da je dobro, če je tudi on dosegljiv od zunaj. Za napajanje naprave sem uporabil dva Li-Po akumulatorja velikosti 14500 (AA velikost), ki omogočata uporabo celo poletje, brez ponovnega polnjenja. Tu bi zadostoval en sam akumulator vendar, če želimo poslušati po celem srednjevalovnem področju, rabimo za varikap diodo najmanj 8V. Tukaj pri meni se ves dan lepo slišita dva slovenska srednje valovna oddajnika, Pomurski madžarski val (558kHz) in Murski val (648kHz) oddaljena približno 80km od mene. Za njiju rabimo napetost na varikap diodi med 2 - 3V, torej bi zadostoval en akumulator, pa vendar naj bo možnost poslušanja po celem SV področju, saj je slišati zvečer, ko se srednji val "odpre", celo Evropo in še kaj več. Efektivno razmerje kapacitivnosti diode BB510 je 15 kar pomeni, da je idealna za tak sprejemnik, saj je območje z mojo tuljavo od 500kHz in navzgor čez 1700kHz. Tuljavo, ki je obenem tudi antena sem navil na s 3D tiskalnikom narejenem tuljavniku.<

Izgled tuljavnika in gotove sestavljene tuljave (desna rumena)

Izgled tiskanine za sprejemnik

Tako nekako bo zgledal moj detektor strel

   Dopoldne (29 avgust 2020) nekje ob desetih je bliskalo nekje na Tirolskem. Žal sem, od navdušenja, pozabil narediti zajem zaslona na Blitzortung.org. Te bliske je zaznal tudi moj detektor, kljub temu, da je izgledal kot kup posušenega grozda. Ko sem šel meriti razdaljo na Google maps, sem presenečen ugotovil, da je zračna razdalja več kot 300km. To mi je dalo poleta za nadaljevanje z eksperimentiranjem.

    Rezultat preizkušanja s še ne popolnoma gotovim detektorjem, v prostoru pred računalnikom. Bliskanje v Avstriji, oddaljeno približno 120 - 130km, zazna moj detektor kljub temu da je v prostoru skupaj z računalnikom. Probal sem priključiti feritno anteno uglašeno na isto frekvenco. Rezultati so dosti slabši in motnje računalnika skoraj preglasijo koristni signal.

   Popoldne se je zelo povečalo število bliskov. Med tem sem sprejemnik toliko uredil, da sem ga lahko prenašal in anteno obračal. Slikati ga nimam namen, ker je tako skup zmetano (tiskanine se še delajo na kitajskem), da je neverjteno, da sploh dela.

sobota 29 avgusta 2020 ob 16:10

Povezave:

Zemljevid bliskov nad našimi kraji v realnem času Blitzortnung.org

Opis detektorja uporabljenega pri Blitzortung.org

Video z opisom enega od sprejemnikov pri Blitzortung.org

Forum The RadioBoard

Dosti shem in načinov detektorjev New Lightning Detector

E-knjiga o sprejemnikih MIKROE, kjer najdemo dosti idej za sprejemnike